5 beste 40 watt forsterkerkretser utforsket

I dette innlegget vil vi snakke om fem fremragende, enkle å bygge, Hi-Fi 40 watt forsterkerkretser med lav forvrengning som kan oppgraderes til høyere watt gjennom noen mindre justeringer.

Denne artikkelen ble bidratt til meg via e-post av en dedikert følger

Selv om du kan finne flere hybridutgangsmoduler tilgjengelig, er det knapt noen av disse som er i stand til å blande enkelhet med overkommelig pris og god total ytelse.

En av dem er SGS-brikken TDA2030 som brukes i den nåværende forsterkeren. Forsterkerens utforming er ukomplisert: en power-opamp ledsaget av to brobundne utgangstransistorer. Lydsignalet blir gitt til den ikke-inverterende inngangen til effekt opamp lC1 gjennom sokkel K1 og kondensator C1.

Forsyningsstrømmen til IC-en svinger i henhold til inngangssignalet.

På grunn av dette viser den like skiftende spenningsfall rundt motstandene R6, R7. R8 og R9 gitt at disse er i kildelinjene til opampen. Så lenge strømmen er under 1 A, vil spenningsfallet over motstandene være utilstrekkelig til å slå på transistorer T1 og T2. Hvilket betyr at utganger opptil 2 W til 4 Ohm høyttalere leveres helt av opampen.

Så snart utgangsstrømmen blir høyere enn et nivå på 1 A, slås transistorene på og forsterker forsterkerens effekt.

Hvis inngangssignalet er lavt resulterer i utilstrekkelig hvilestrøm gjennom transistoren, men siden dette skjer gjennom opamp crossover-nettverket, blir problemer til slutt unngått.

IC gir i tillegg termisk kompensasjon, og sørger derfor for garantert stabilitet av driftspunktet.

Forsyningsspenningen kan variere mellom 12 V og et absolutt maksimum på 44 V. Byggingen av forsterkeren på kretskortet må være enkel.

Transistorene sammen med IC-en skal installeres og isoleres på en kjøleribbe på omtrent 2 k W-1. Påfør mye varmeledende kompositt. Forsyningslinjen må beskyttes av en sikring på 3,15 A. ledningen skal beskyttes av en 3,15 A sikring.

Kretsdiagram

PCB-design

Deleliste

Motstander, alle 1/4 watt 5% med mindre spesifisert

• R1 til R4 = 100K
• R5 = 8k2
• R6 til R9 = 1. 4 ohm 1%
• R10 = 1 ohm

Kondensatorer

• C1 = 470 nF
• C2 = 10uF, 63V radial
• C3 = 4.7uF, 63V radial
• C4, C5, C7 = 220 nF MKT eller Ceramic
• C6 = 2200uF, 50V radial

Halvledere

• D1, D2 = 1N4007
• T1 = BD712
• T2 = BD711
• IC1 = TDA2030

Diverse

• K1 = Lydkontakt eller kontakt
• Heatsink = 2K W ^ -1
• Isolerende skiver etc for IC1, T1, T2

Tekniske spesifikasjoner

Driftsspenning: Maksimum 44V

Utgangseffekt = 22 watt i 8 Ohm høyttaler og 40 watt i 4 Ohm høyttaler med THD = 0,1%

Harmonisk forvrengningskart

• 1 kHz i 8 ohm ved 11 watt = 0,012%
• 1 kHz i 4 ohm ved 20 watt = 0,032%
• 20 kHz i 8 ohm ved 11 watt = 0,074%
• 1 kHz i 8 ohm ved 1 watt = 0,038%
• 1 kHz i 4 ohm ved 1 watt = 0,044%
• Strøm = 38mA omtrent Quiscent
• Effektivitet = 8 Ohm 62,5%
• Maksimal belastning = 4 ohm 64%

2) 40 Watt forsterker ved bruk av IC LM391

Denne andre designen er en kraftig, uten frills middels kraftforsterker som kan være spesielt tilpasset til bruk i 'combo' type bærbare forsterkere som er populære blant gitarister og jazzmusikkartister.

Forsterkeren er en effektiv blanding av en innebygd lyddriver IC LM391-80, og et push-pull-utgangstrinn bygget med bipolare transistorer.

Noen få unike aspekter ved designet blir gjennomgått nedenfor.

NTC, som er i fysisk kontakt med kraftutgangstransistorene, gjør at LM391 kan slå av strømstadiet når dette overopphetes. Utgangspunktet for denne varmesikkerheten ligger ved en NTC-strøm på ca. 200 pA.

Den elektrolytiske kondensatoren som jording av NTC fungerer for å presentere en 'myk start', det vil si for å unngå et støyende klikk på eller annen forvirrende lyd fra høyttaleren når forsterkeren slås på.

Det kan virke som om beskyttelsen er altfor sensitiv, og det kan derfor være nødvendig med noen prøving og feiling for verdien av R4 eller NTC. Det er enkelt å bruke tilbakemelding i forsterkeren ved å koble R23 til linjenettverk C5-R7.

De andre komponentene, sammen med R10, bestemmer forsterkerens frekvensrespons som kan kreve finjustering for å oppfylle spesifikke krav. Komponentnumrene som presenteres i denne artikkelen kan likevel være greit for de fleste søknader.

Resultatet av å eksperimentere med forskjellige verdier av C5 og R7 er lett å bestemme (eller høre) ved å kortslutte R23 kort. For 4 Ohm-høyttalere må R23 reduseres til 0,18 Ohm. Dessverre er LM391-80 sårbar for svingninger, som må holdes under kontroll gjennom komponentene RX, C6, C8 og C9 (i mange tilfeller kan C6 fjernes).

Motstand RX minimerer spesifikt forsterkningen med åpen sløyfe. Hvis RX benyttes, må Ry være tilkoblet for å kompensere den resulterende forskyvede spenningen. Komponentene R22 og C12 utgjør et Boucherot-nettverk som fungerer for å stabilisere forsterkeren ved høye frekvenser. Forsterkerens inngang må betjenes av en kilde med lav impedans som er i stand til å levere lydsignaler på 'linje' nivå (0 dB].

Nettverk R1-C1 demper amplituder over 50 kHz eller så. Forsterkerens hvilestrøm er definert av forhåndsinnstilt P1. Juster denne kontrollen til 0 Ohm i begynnelsen, og finjuster den helt til en hvilestrøm på 50 mA er etablert.

Du kan øke dette til 400 mA hvis du leter etter lav forvrengning. Effekttransistorene er alle plassert på samme del av PCB-en slik at de kan klemmes fast på en felles varmeavleder, sammen med NTC.

Varmeavlederen må være ganske stor med en termisk motstand på 1 K Wsl eller mindre. Vær oppmerksom på at L1 er laget av 20 omdreininger med en diameter på 0,8 mm. emaljert kobbertråd viklet rundt R21. C9 er en keramisk kondensator.

Kretsdiagram

Tekniske data

La oss nå sjekke ut, noen få testede data:

Med forsyningsspenning: 35 V R23 kortsluttet:

3-dB båndbredde (8 Q]: ca. 11 Hz til 20 kHz

THD (forbigående harmonisk forvrengning) ved 1 kHz:. 1 W til 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400 mA) 1 W til 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W til 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W til 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV utbruddsnivå for strømgrensen).

PCB og komponentoppsett

Deleliste

3) 40 watt effektforsterker ved bruk av IC LM2876 fra Texas Instruments

Den tredje designen er nok en kul Hi-Fi 40 watt forsterkerkrets som bruker en enkelt brikke LM2876 for å levere den spesifiserte mengden musikk over en 8 ohm høyttaler.

IC LM2876 er en høyverdig lydforsterkerbrikke som er designet for kontinuerlig å håndtere 40 watt med gjennomsnittlig effekt over en 8 Ohm høyttaler med en THD på 0,1%, og et frekvensområde fra 20 Hz til 20 kHz.

Ytelsen til denne IC er langt bedre enn andre hybrid-ICer på grunn av den innebygde funksjonen kalt Self Peak Instantaneous Temperature Control Circuit, eller SPiKe.

'SPiKe' inkluderer komplett beskyttelse av brikken mot utgangsspenning, underspenning, overbelastning og utilsiktet kortslutning.

IC LM2876 har utmerket signal / støy-forhold over 95 dB, noe som garanterer utmerket lydklarhet og gjengivelse på Hi-Fi-nivå.

Pinout-diagram over LM2876

Kretsdiagram

Det komplette kretsskjemaet til denne LM2876-baserte 40 watt forsterkeren presenteres nedenfor:

For mer info om dette, besøk datablad for IC

4) Stereoforsterkerkrets på 40 watt ved bruk av IC TDA7292

Så langt har vi diskutert forsterkere med 40 watt utgang, men denne fjerde kretsen i listen er designet for å tilby en stereo 40 + 40 watt utgang gjennom en enkelt chip IC TDA7292. Så hvis du leter etter en stereoversjon av 40 watt forsterker, vil denne designen oppfylle dine krav veldig enkelt.

Denne enestående single-chip stereoforsterkeren er produsert av ST mikroelektronikk .

Kretsen krever nesten ingen komponenter og kan raskt konfigureres ved hjelp av et godt designet PCB som er gitt i databladet selv.

Hovedtrekkene

• Bredt forsyningsspenningsområde (fra +/- 12 V ± 33 V)
• Fungerer med dobbel forsyning for optimal utgangseffekt
• Designet for å levere full utgangseffekt 40 W + 40 W til 8 Ω med forsyningsspenning = ± 26 V og total harmonisk forvrengning ikke mer enn = 10%
• Internt eliminert “pop” lyd når strømmen slås på / av
• Har et Mute-alternativ som også er (“pop” -fritt)
• Når Mute-pinnen er jordet, går IC mer i standby-modus for lite forbruk.
• Internt er IC kortslutningsbeskyttet, noe som betyr at IC ikke vil brenne eller bli skadet når utgangen ved et uhell er kortsluttet eller overbelastet.
• IC har også en innebygd termisk overbelastningsbeskyttelse, så overoppheting vil heller ikke skade IC.

Komplett kretsdiagram

Absolutt maksimal vurdering

Følgende er den maksimale absolutte vurderingen til IC TDA7292, som ikke skal overskrides for å sikre at IC ikke blir permanent skadet:

• DC forsyningsspenning ± 35 V.
• (JEG_ELLER) Effekt toppstrøm (internt begrenset) 5 A
• (S_før) Effektavledning Tcase = 70 ° C 40 W.
• (T_på) Driftstemperatur -20 til 85 ° C
• (T_j) Koblingstemperatur -40 til 150 ° C
• (T_stg) Lagringstemperatur -40 til 150 ° C

Referanse: For mer informasjon og fullstendig PCB-design, kan du henvise til originalt datablad for IC.

5) 40 Watt forsterker med bare transistorer

Alle designene som er forklart ovenfor, er avhengige av integrerte kretser, og vi vet alle hvor lett disse IC-ene kan bli foreldet når som helst. Den beste måten å ha en universell eviggrønn forsterkerdesign på, er kanskje å ha den i form av diskret transistorisert versjon, som vist i denne femte endelige designen:

Dette er faktisk den forkortede versjonen av den populære 100 watt forsterkeren fra dette nettstedet. Det har blitt forenklet ved å fjerne et par mosfeter og redusere tilførselsinngangen til 24V.

Delene som er angitt i transistoriserte 40 watt forsterkerkrets ovenfor, ser litt ukonvensjonelle ut og er kanskje ikke lett tilgjengelige i markedet. Imidlertid er det fine med slike transistoriserte versjoner at de aktive komponentene lett kan erstattes med likeverdier. For denne designen kan vi også finne passende ekvivalenter og erstatte dem her for å få de samme feilfrie resultatene.

Forsterkeren er ypperlig designet av Hitachi-ingeniørene for å gi enestående klarhet med minimale forvrengninger. Jeg har testet det og var ganske begeistret for det enorme justerbare kraftområdet og eksepsjonelle utskriftskvaliteten.

For hele delelisten, besøk denne artikkelen.